Caracterização fisiológica do gene homólogo ao transportador mitocondrial sucinato-fumarato (SFC1) de Arabidopsis thaliana em Solanum tuberosum

Abstract

Este trabalho objetivou caracterizar o papel fisiológico do transportador mitocondrial de sucinato-fumarato (mSFC1) em plantas de Solanum tuberosum. Para tanto, introduziu-se no genoma da batata um cassete contendo um fragmento do gene que codifica o SFC1 em Arabidopsis thaliana (AtmSFC1), cuja expressão foi reduzida pela técnica de RNA de interferência (RNAi). Por meio da técnica de PCR em tempo real a expressão do gene StSFC1, homólogo a AtmSFC1, foi quantificada. As linhas com menor expressão foram posteriormente cultivadas em casa de vegetação para as análises de trocas gasosas, parâmetros de fluorescência da clorofila a e de crescimento, bem como análises bioquímicas. Os resultados obtidos revelaram que, apesar de as linhas transgênicas apresentarem uma maior biomassa na parte aérea, a redução na expressão de StSFC1 não proporcionou nenhuma alteração fisiológica e bioquímica significante nas variáveis analisadas em folhas. Já em tubérculos, observou-se um decréscimo significativo nos níveis de amido nas linhas transgênicas, em relação ao controle. Os resultados obtidos sugerem que o gene SFC1 em batata parece possuir uma função fisiológica minoritária em tecidos autotróficos como folhas. Entretanto, em tecidos heterotróficos, como tubérculos em desenvolvimento, a ausência do transportador leva a alterações metabólicas que podem limitar o acúmulo e/ou a síntese de amido nos amiloplastos.This study aimed to characterize the role of the mitochondrial succinate-fumarate carrier (mSFC1) in Solanum tuberosum. To this end, it was introduced into the potato genome one cassette containing a gene fragment from Arabidopsis thaliana, which encodes the AtmSFC1, whose expression was reduced by the technique of interference RNA (RNAi). Through the technique of real time PCR gene expression of the StSFC1, homologous to AtmSFC1, was quantified. Lines with lower expression were subsequently grown under standard growth conditions for the analysis of gas exchange, chlorophyll a fluorescence parameters as well as growth and biochemical analyzes. The results revealed that while transgenic lines present a higher shoot biomass, reductions in the expression of StSFC1 did not culminate in any significant changes in physiological and biochemical parameters analyzed in leaves. By contrast, significant decreased levels of starch in tubers of the transgenic lines, compared to the control, were observed. Those results suggest that theSFC1 in potato seems to have a minor physiological function in autotrophic tissues such as leaves. However, in heterotrophic tissues (e.g. tubers in development), the absence of this carrier leads to metabolic changes that may limit both the accumulation and/or synthesis of starch in amyloplasts.